By Sandra Helsel postat 25 juli 2022
Quantum News Briefs öppnar idag med bevakning från den amerikanska senaten där senatorer har infört ett lagförslag om cybersäkerhet för att förbättra den federala regeringens försvar mot kvantberäkning följt av en sammanfattning av en djupgående artikel som diskuterar NSA:s ansträngningar mot en kvanttålig framtid. Ett meddelande från Korean Institute of Technology om dess experimentella demonstration av TF QKD-nätverket – det andra i världen efter University of Toronto i Kanada och MER
Senatorer inför cybersäkerhetsförslag som syftar till att förbättra den federala regeringens försvar mot kvantdatorer
Senatorer presenterade den 21 juli ett lagförslag om cybersäkerhet som syftar till att förbättra den federala regeringens försvar mot dataintrång som möjliggörs av kvantberäkningar. The Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, medsponsrad av Sens. Rob Portman (R-Ohio) och Maggie Hassan (DN. .), skulle kräva att federala myndigheter har de mest uppdaterade cybersäkerhetsskydden när kvantdatorer blir mycket avancerade och allmänt tillgängliga.
Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, medsponsrad av Sens. Rob Portman (R-Ohio) och Maggie Hassan (DN.H.), skulle kräva att federala myndigheter har de mest uppdaterade cybersäkerhetsskydden eftersom kvantdatorer blir mycket avancerad och allmänt tillgänglig. Lagförslaget följer två direktiv som syftar till att främja kvantteknologier som president Biden presenterade i maj.
Det tvådelade lagförslaget skulle kräva att Office of Management and Budget (OMB) skapar vägledning för federala myndigheter att utvärdera kritiska system ett år efter att National Institute of Standards and Technology (NIST) utfärdat sina planerade post-kvantkrypteringsstandarder.
Lagstiftningen skulle också instruera OMB att skicka en årlig rapport till kongressen som inkluderar en strategi för hur man hanterar postkvantkryptografisk risk, finansiering och en analys av hur federala myndigheter samordnar och migrerar till postkvantkryptografistandarder.
*****
Hur NSA rör sig mot en kvantmotståndskraftig framtid
NSA meddelade en plan för att överföra nationella säkerhetssystem (NSS) till en ny kvanttålig chiffersvit 2015. Även om kvantdatorer fortfarande var i sitt embryonala tillstånd, förklarade NSA att hotet från kvantberäkning var den primära faktorn i beslutet att dra tillbaka föregående chiffersvit, kallad Suite B, och förbered dig för postkvanttiden. av Nationellt intresse har skrivit en djupgående artikel som diskuterar NSA och dess ansträngningar inom kvantsäkerhet.
Detta tillkännagivande var första gången som NSA offentligt erkände att kvantberäkningar utgjorde ett allvarligt hot mot kryptering och, ännu viktigare, att det var dags att agera. Det är också viktigt att notera att NSA söker en kostnadseffektiv lösning. Detta kommer utan tvekan att vara ett viktigt hinder för organisationer inom den statliga och privata sektorn under övergången till Post-Quantum Cryptography (PQC). NSA har skjutit upp till National Institute of Standards Technology (NIST) för att undersöka PQC-lösningar och slutföra en uppsättning kvantfjädrande algoritmer för användning i NSS. Kostnadseffektiviteten för detta tillvägagångssätt kommer till stor del att bero på varje organisations förmåga att implementera de nya algoritmerna med minimala avbrott i befintliga system.
NSA har anges att implementering av QKD på NSS skulle kräva betydande resurser, och det kvalificerade sig inte som en heltäckande kvantsäkerhetslösning. Enligt NSA adresserar QKD "bara vissa säkerhetshot och det kräver betydande tekniska modifieringar av NSS-kommunikationssystem. NSA anser inte att QKD är en praktisk säkerhetslösning för att skydda nationell säkerhetsinformation." Komplexiteten i QKD undergräver NSA:s mål att tillhandahålla kostnadseffektiv kvantsäkerhet för cybersäkerhet som anges i 2015 års tillkännagivande. NSA och NIST har båda godkänt PQC som den överlägsna och kostnadseffektiva kvanttåliga lösningen och i slutändan kommer PQC att bli standarden för datakryptering i både den statliga och privata sektorn.
Tidslinjen för NSA:s ansträngningar att övergå till PQC förkortades avsevärt när president Biden i januari undertecknade en Nationellt säkerhetsmemorandum (NSM-8) om "Förbättring av cybersäkerheten för nationell säkerhet, försvarsdepartementet och underrättelsegemenskapssystem." NSA kan inte längre vänta till 2024 för NIST att slutföra PQC-standarder och har nu i uppdrag att granska den nuvarande NSS-cyberinfrastrukturen och tillhandahålla en PQC-övergångsplan omedelbart. Detta mandat markerade början på den största uppgången i cybersäkerhetshistorien för DoD.
*****
Korea Institute of Science and Technology (KIST, direktör Seok-jin Yoon) meddelade att deras forskargrupp, Center for Quantum Information, ledd av direktör Sang-Wook Han, lyckades med en experimentell demonstration av ett praktiskt TF QKD-nätverk. Detta är den andra experimentella demonstrationen av TF QKD-nätverket i världen efter University of Toronto i Kanada.
I deras studie publicerad i npj Kvantinformation, föreslog forskargruppen en ny TF QKD-nätverksstruktur som är skalbar till ett två-till-många (2:N)-nätverk baserat på polarisations-, tids- och våglängdsmultiplexering. Till skillnad från den första demonstrationen av University of Toronto baserad på en ringnätverksstruktur är forskargruppens arkitektur baserad på ett stjärnnätverk. Kvantsignalen i a ringstruktur måste passera genom varje användare som är ansluten till ringen, men stjärnstrukturen får den bara att gå genom mitten, vilket gör det möjligt att implementera ett mer praktiskt QKD-system.
*****
Kvantsiffror låser upp mer beräkningskraft med färre kvantpartiklar
Ett team under ledning av Thomas Monz vid institutionen för experimentell fysik vid universitetet i Innsbruck lyckades nu ta fram en kvantdator som kan utföra godtyckliga beräkningar med s.k. kvantsiffror (qudits), och därigenom låser upp mer beräkningskraft med färre kvantpartiklar.
Även om att lagra information i nollor och ettor inte är det mest effektiva sättet att göra beräkningar, är det det enklaste sättet. Enkel betyder ofta också tillförlitlig och robust mot fel och så har binär information blivit den ohotade standarden för klassiska datorer.
I kvantvärlden är situationen en helt annan. I kvantdatorn Innsbruck, till exempel, lagras information i enskilda fångade kalciumatomer. Var och en av dessa atomer har naturligt åtta olika tillstånd, av vilka vanligtvis endast två används för att lagra information. Faktum är att nästan alla befintliga kvantdatorer har tillgång till fler kvanttillstånd än de använder för beräkning. Komplett release på Science Daily.
*****
